FI125387B

FI125387B - Drill bit and single phase drilling rig

Info

Publication number: FI125387B
Application number: FI20095817A
Authority: FI
Inventors: Pierre Ravat
Original assignee: Sandvik Intellectual Property
Priority date: 2007-02-14
Filing date: 2009-07-30
Publication date: 2015-09-30
Also published as: WO2008100194A3; WO2008100194A2; AU2008216929A1; US20080205994A1; AU2008216929B2; WO2008100195A1; FI20095817A; KR101434244B1; US7766103B2; KR20090119826A; DE112008000158T5

Description

Poranterä ja yksivaiheinen porauslaitteistoDrill bit and single phase drilling rig

Keksinnön taustaBackground of the Invention

Esillä oleva keksintö koskee poranterää ja yksivaiheista porauslaitteis-toa itsenäisten patenttivaatimusten johdantojen mukaisesti. Vaikka keksintöä kuvataan viittein yksivaiheporaukseen, on kuitenkin käsitettävä, että keksinnön poranterä ei rajoitu kyseiseen käyttöön, ja että keksintö on sovellettavissa hyvin monenlaisiin poraustoimintoihin.The present invention relates to a drill bit and a single-stage drilling apparatus according to the preambles of the independent claims. While the invention will be described with reference to single-phase drilling, it should be understood, however, that the drill bit of the invention is not limited to such use, and that the invention is applicable to a wide variety of drilling operations.

Ankkuripulttien asennus louhoksien vahvistamiseksi suoritetaan yleensä kahtena erillisenä vaiheena. Yleensä kairataan porausreikä, ja vedetään porateräs ja terä ulos ennen kuin pultti viedään porausreikään ja kiristetään tai liimataan. Yksivaiheankkuripulttaus käsittää kahden vaiheen samanaikaisen suorittamisen, kun tehtävä poistaa porateräs pultin sisään viemiseksi eliminoidaan. Yksivaihepulttauksen hyödyt sisältävät pultin asennuksessa vaadittavan ajan minimoinnin, parantaen porauskaluston käyttäjien turvaa, käsin tai puoliksi käsin tehtyyn pulttaukseen verrattuna, ja parantaa prosessin täyden automatisoinnin mahdollisuuksia. Lisähyötynä ovat parannettu laatu ja ankkuripultin asennuksen tarkkuus, käsin tai puoliksi käsin tehtyyn pulttaukseen verrattuna. Porausreiän halkaisija on kriittinen ankkuripultin suorituksen kannalta kitkatapauksessa, esim. kitkapulttien kohdalla. Yksivaihepulttauksen vielä lisähyötynä on, että porausreikä ei voi luhistua poranterää takaisin vedettäessä, koska pultti on jo porausreiässä. Tämä antaa paljon paremman tehokkuuden, koska pultti asennetaan aina; ts. kadonneita reikiä ei ole.Installing anchor bolts to reinforce quarries is usually done in two separate steps. Usually, a drill hole is drilled, and the drill bit and blade are pulled out before the bolt is inserted into the drill hole and tightened or glued. Single-phase anchor bolting involves performing two steps simultaneously, eliminating the task of removing the drill bit for insertion of the bolt. The benefits of single-step bolting include minimizing the time required to install the bolt, improving safety for users of drilling equipment compared to manual or semi-manual bolting, and improving the ability to fully automate the process. An added benefit is the improved quality and accuracy of the anchor bolt installation compared to manual or semi-manual bolting. The diameter of the borehole is critical to the performance of the anchor bolt in the case of friction, e.g. A further benefit of single-stage bolting is that the borehole cannot collapse when retracting the drill bit, because the bolt is already in the borehole. This gives a much better performance because the bolt is always installed; that is, there are no missing holes.

Tunnetut pyrkimykset yksivaihepulttauksessa ovat yleensä kohdistuneet innovatiivisiin ankkuripultteihin, jotka toimivat myös porateräksenä, jonka pään ympäri on aikaansaatu poranterä. Tällaista laitteistoa käytetään kiertopo-rausmenetelmän tai kierto/iskuporausmenetelmän avulla, eikä se yleensä sovellu kovan maaperän olosuhteisiin. Nykyisten kovan maaperän iskuankkuripulttien, jotka eivät käytä poranterää uudelleen, rasitteena ovat kustannusongelmat. Saatavilla on monenlaisia kattopultteja ja eräs tietty muoto on putkenmuotoinen (esim. kitkapultit, Swellex, jne.), joihin on muodostettu keskeinen, pituussuuntainen porausreikä pultin läpi. Kotelon läpi ulosvedettäviksi mukautetut poranterät ovat olleet monimutkaisia ja siten kalliita.Known efforts in single-phase bolting have generally focused on innovative anchor bolts, which also act as drill steel with a drill bit provided around the end. Such equipment is driven by a rotary drill or a rotary / percussion drill and is generally unsuitable for hard soil conditions. Existing hard soil impact anchor bolts that do not re-use the drill bit are burdened with cost problems. A variety of roof bolts are available and one particular shape is tubular (e.g. friction bolts, Swellex, etc.) with a central longitudinal bore through the bolt. The drill bits adapted to be pulled through the housing have been complicated and thus expensive.

Ruotsalaisessa patenttihakemus nro 0 400 597-1 on ehdotettu poranterä, jossa on epäsymmetrisesti poranterän akselin ympäri sijoitettuja kiventyös-töelementtejä sisältävä avarrinosa. Rakenne antaa mahdollisuuden muodostaa porausreiän halkaisija, joka on suurempi kuin poranterän halkaisija, sallien siten terän poiston kotelon kautta. Poranterän läpäisyprofiili on kuitenkin todettu epätasaiseksi aiheuttaen siten terään jännäystä, mikä voi vähentää terän tehokkuutta ja käyttöikää.Swedish Patent Application No. 0 400 597-1 discloses a proposed drill bit having an opening portion asymmetrically disposed around a drill bit axis with rocking elements. The design allows for a borehole diameter larger than the borehole diameter, thereby allowing blade removal through the housing. However, the penetration profile of the drill bit has been found to be uneven, thereby causing blade tension, which can reduce blade efficiency and service life.

Tunnetuissa yksivaiheankkuripulteissa porausnopeuden kustannuskil-pailukyky verrattuna kustannukseen on monimutkainen johtuen erikoisankkuripult-tien käytöstä ja kummankin monimutkaisen takaisin vedettävän terän yksinomaisesta käytöstä. Tosiasiaksi kuitenkin jää, että itseporautuvan kattopultin asennus-hyödyt ovat parempia kuin epäitseporautuvan tyyppisen vastaavat.In the known single-phase anchor bolts, the cost-competitiveness of the drilling rate versus the cost is complicated due to the use of special anchor bolts and the exclusive use of each complex retractable blade. The fact remains, however, that the benefits of installing a self-drilling roof bolt are better than those of a non-self-drilling type.

Keksinnön tavoitteetObjectives of the Invention

Esillä olevan keksinnön mukaisen poranterän yhtenä tarkoituksena on oleellisesti voittaa yksi tai useampi edellä mainituista tunnettuun tekniikkaan liittyvistä ongelmista, tai ainakin aikaansaada siihen vaihtoehto.One purpose of the drill bit according to the present invention is to substantially overcome, or at least provide an alternative to, one or more of the above-mentioned prior art problems.

Esillä olevan keksinnön vielä toisena tarkoituksena on aikaansaada tehokkaammat poranterä ja yksivaiheinen porauslaitteisto ja siten tehdä yksivai-hepulttauksen käytön houkuttelevammaksi kaivosteollisuudessa.It is a further object of the present invention to provide more efficient drill bits and single-stage drilling equipment, and thereby make the use of single-stage hammering more attractive in the mining industry.

Kauttaaltaan kuvauksessa, ellei asiayhteys muuta vaadi, sana "käsittää", tai sen variaatiot kuten "käsittävät" tai "käsittäen", ymmärretään tarkoittavan mainitun kokonaisuuden tai kokonaisuusryhmän sisällyttämistä, eikä kuitenkaan jonkin muun kokonaisuuden tai kokonaisuusryhmän poissulkemista.Throughout the description, unless the context otherwise requires, the word "comprising", or variations thereof such as "comprising" or "comprising", is understood to include, but not exclude, any other entity or group of entities.

Keksinnön lyhyt kuvausBrief Description of the Invention

Keksinnön mukaisella poranterälle on tunnusomaista se, mikä on esitetty oheistettujen itsenäisten patenttivaatimuksien 1 ja 16 tunnusmerk-kiosissa. Keksinnön mukaisen poranterän suositeltavia suoritusmuotoja on esitetty oheistetuissa epäitsenäisissä patenttivaatimuksissa 2-15.The drill bit according to the invention is characterized in what is stated in the characterizing kits of the attached independent claims 1 and 16. Preferred embodiments of the drill bit according to the invention are set forth in the dependent claims 2 to 15.

Piirustusten kuvausDescription of the drawings

Oheiset piirustukset esittävät edellä mainitun kaltaisen keksinnön suoritusmuodon esimerkkiä. Mainittujen piirustusten ja yhteenkuuluvan kuvauksen seikkaperäisyys ei syrjäytä keksinnön aikaisemman laajan kuvauksen yleisyyttä.The accompanying drawings illustrate an example of an embodiment of the invention as mentioned above. The elaboration of the above drawings and the related description does not preclude the generic description of the previous broad description of the invention.

Kuviot 1A - 1G esittävät kaavamaisesti yksivaihekalliokattopulttauksen sarjaa. Kuvio 2A esittää esillä olevan keksinnön suoritusmuodon mukaista poran-terää etupystykuvana. Kuvio 2B esittää poranterää sivupystykuvana. Kuvio 2C esittää poranterää etukuvana. Kuvio 3 on kaavamainen kuva poranterästä po-rausreiän porauksessa kiveen sivupystykuvana. Kuvio 4 esittää poranterää etu-kuvana porausreiän profiiliin nähden.Figures 1A-1G schematically show a series of single-phase rock roofing bolts. Fig. 2A shows a front elevation view of a drill bit according to an embodiment of the present invention. Figure 2B shows a side elevational view of a drill bit. Figure 2C shows a front view of a drill bit. Fig. 3 is a schematic view of a drill bit for drilling a borehole as a side elevational view of a stone. Figure 4 shows a front view of the drill bit relative to the profile of the drill hole.

Keksinnön yksityiskohtainen kuvausDetailed Description of the Invention

Kuviot 1A - 1G esittävät poranterää 16 käyttävää yksivaiheista poraus-laitteistoa 10 ja kuviot 2A - 2C esittävät poranterää 16 tarkemmin. Yksivaiheinen porauslaitteisto 10 käsittää useita osia; esim. pitkänomainen porateräs 11, jossa on etupää 12 ja takapää, ei esitetä, kun viitataan poraussuuntaan F. Etupäässä 12 on liitososuus, käsittäen kierre-, kartio- tai kääntöliitoksen, ei esitetä. On aikaansaatu yksiosainen poranterä 16, jossa on kiventyöstövälineet 17 ja 18A, 18B, 18C. Poranterä 16 on yhdistettävissä porateräkseen liitososuudella, joka käsittää kierre-, kartio- tai kääntöliitoksen (ei esitetä). Porateräs 11 ja poranterä muodostavat porausvälineen. Yksivaiheinen porauslaitteisto 10 käsittää lisäksi porateräk-sen 11 ainakin osittain ympäröiväksi mukautetun ankkuripultin 21. Ankkuripultissa 21 on avoimet päät. Poranterän suurin halkaisijamitta on pienempi kuin ankkuri-pultin 21 pienin halkaisija.Figures 1A-1G show a single-stage drilling apparatus 10 using a drill bit 16, and Figures 2A-2C show a more detailed view of a drill bit 16. The single-phase drilling apparatus 10 comprises a plurality of components; e.g., an elongated drill bit 11 having a front end 12 and a rear end is not shown when referring to the drilling direction F. The front end 12 has a connecting portion including a threaded, conical or pivot joint. A one-piece drill bit 16 is provided with stone working means 17 and 18A, 18B, 18C. The drill bit 16 can be connected to the drill bit by a connecting portion comprising a threaded, conical or pivotable connection (not shown). The drill bit 11 and the drill bit form the drilling means. The single-stage drilling apparatus 10 further comprises an anchor bolt 21 adapted at least partially to accommodate the drill steel 11. The anchor bolt 21 has open ends. The largest diameter of the drill bit is smaller than the smallest diameter of the anchor bolt 21.

Yksivaiheisen porauslaitteiston 10 perusajatuksena on porata poraus-reikä kun pultti ympäröi porateräksen, jonka jälkeen vetää terä takaisin käytettäväksi uudelleen. Teräosia ei menetetä. Yksivaiheista porauslaitteistoa 10 on kuvattu tarkemmin ruotsalaisessa patenttihakemuksessa nro 0 400 597-1, johon tässä viitataan.The basic idea of the single-phase drilling apparatus 10 is to drill a drill hole when the bolt surrounds the drill steel, then retract the blade for reuse. The blade parts are not lost. Single-stage drilling equipment 10 is described in greater detail in Swedish Patent Application No. 0 400 597-1, which is incorporated herein by reference.

Rakenteeltaan poranterä 16 voi olla seuraavanlainen, kun viitataan kuvioihin 2A - 2C. Yksiosainen poranterä 16 käsittää teräksestä valmistetun rungon 25 ja rungolle sijoitetut kiventyöstövälineet 17,18. Rungossa 25 on etupää 27 ja takapää 28 ja se sisältää kaksi yhtenäistä osaa, ts. ohjausosan 14, pituudeltaan riittävän pitkä ohjaamaan koko laitteistoa 10 asianmukaisesti, jossa ohjausosan 14 akseli CL1 yhtyy porausreiän 22 akseliin CL3, ja avarrinosan 19. Ohjausosan 14 keskiakseli tai keskiviiva CL1 yhtyy porauksessa oleellisesti kivipultin keskiak-seliin ja voidaan siten katsoa poranterän porausakseliksi, mutta akseli CL1 ei yhdy akseliin CL3 poranterän takaisinvedossa. Avarrinosan 19 keskiakseli tai keskiviiva CL2 ja porateräksen 11 akseli yhtyvät, mutta ovat oleellisesti erillään porausreiän 22 akselista CL3. On huomattava, että ohjausosan ja avarrinosan poikkileikkausten ei tarvitse olla ympyrän muotoisia, joten viittaus akseleihin CL1 ja CL2 on käsitettävä viitteeksi vastaavien osien keskikeskiviivoihin.The structure of the drill bit 16 may be as follows with reference to Figures 2A-2C. The one-piece drill bit 16 comprises a steel body 25 and stone-cutting means 17,18 disposed on the body. The body 25 has a front end 27 and a rear end 28 and includes two integral portions, i.e. a guide portion 14, of sufficient length to properly control the entire apparatus 10, wherein the axis CL1 of the guide portion 14 aligns with the axis CL3 of borehole 22 and the center axis or centerline CL1. substantially coincides with the center axis of the stone bolt during drilling and can thus be regarded as the drilling axis of the drill bit, but the axis CL1 does not align with the axis CL3 in retraction of the drill bit. The center axis or centerline CL2 of the opening portion 19 and the axis of the drill steel 11 are coincident but substantially separated from the axis CL3 of the bore hole 22. It should be noted that the cross sections of the guide member and the opening member need not be circular, so reference to axes CL1 and CL2 must be understood as reference to the centerline of the respective parts.

Kiventyöstövälineet ovat hiiletyskarkaistujen karbidivälineiden muodossa, ts. talttojen ja/tai nuppien muodossa. Ohjausosassa 14 on etupinta 29, joka muodostaa terän 16 etupään 27 ja kantaa vastakkaisesti ulottuvan taltan tai kaksi vastakkaisesti vastakkaista etunuppia (johon viitataan yleisesti viitenumerolla 17). Avarrinosassa on etupinta 30, jossa on monta nuppia 18; tässä tapauk sessa kolme etunuppia 18A, 18B ja 18C. Nupit 18A, 18B ja 18C voivat ulottua hieman avarrinosan periferian ulkopuolelle sellaisen porausreiän 22 työstämiseksi porauksessa, jonka halkaisija on suurempi kuin teräsrungon 25. Avarrinosan hiile-tyskarkaistujen karbidinuppien määrä voi vaihdella poranterän halkaisijan koosta riippuen. Vierekkäisten avarrinnuppien välisiin alueisiin voidaan aikaansaada lovia tai syvennyksiä, joiden kautta huuhteluväliaine voi kulkea.The stone-working tools are in the form of carbon-hardened carbide tools, i.e. in the form of chisels and / or knobs. The guide portion 14 has a front surface 29 which forms the front end 27 of the blade 16 and carries a oppositely extending chisel or two opposite opposite knobs (commonly referred to as 17). The opening portion has a front face 30 having a plurality of knobs 18; in this case three front buttons 18A, 18B and 18C. Knobs 18A, 18B and 18C may extend slightly outside the periphery of the bore portion to machining a borehole 22 having a diameter larger than the steel body 25. The number of carbonated hardened carbide knobs on the bore portion may vary depending on the size of the bore bit. Slots or recesses may be provided in the areas between adjacent openings for passage of the rinse medium.

Kiviporanterä 16 on yhdistettävä porateräkseen 11 liitososuuden avulla pyöröliikkeen ja iskun siirtämiseksi tavalliseen tapaan. Porateräs 11 sisältää kanavan huuhteluväliaineen johtamiseksi. Poranterän sisään on aikaansaatu huuhteluväliaineen pääkanava. Etummaisessa päässään pääkanava on yhteydessä moneen haarakanavaan, jotka tulevat ulos etupinnoissa. Käytännössä huuhteluväliaine on vettä, limaa tai ilmaa.The stone drill bit 16 must be connected to the drill bit 11 by means of a connecting portion in order to transfer the circular motion and the impact in the usual manner. The drill bit 11 includes a channel for conducting the rinse medium. A main channel for the rinse medium is provided inside the drill bit. At its anterior end, the main channel is communicating with a plurality of branch channels extending at the front surfaces. In practice, the rinse aid medium is water, mucus, or air.

Ohjausosa poraa ohjausreiän 22A, jonka halkaisija ja pituus ovat pienempiä porausreikään 22 nähden. Ohjausosan 14 pituus määritetään ohjausosan etummaisimman osuuden ja etummaisimman avarrinnupin 18C välisenä etäisyytenä, avarrinosan keskiviivaan CL2 nähden yhdensuuntaisessa suunnassa. Pituus on ainakin 10 mm, eikä 60 mm enempää, aikaansaaden hyvän ohjauksen ja hyvän käyttöiän poranterälle. Tässä suoritusmuodossa avarrinnupit käsittävät etunupin 18A, ja jäljessä tulevat nupit 18B ja 18C (kun poranterä 16 on järjestetty kiertämään vasemmalle porauksessa). Kuten on havainnollistettu parhaiten kuvioissa 2A to 2C, nupit ovat kulmasijainniltaan tasavälien erillään toisistaan porausakselin CL1 ympärillä ja sijaitsevat sektorissa S, jonka sektorikulma on Θ. Välit voivat joissakin tapauksissa olla erilaisia, ts. epäidenttisiä. Huomataan, että sektorin säteittäishaarat kulkevat eri äärinuppien 18Aja 18C keskipisteiden läpi. Kulma Θ on pienempi kuin 120° ja edullisesti pienempi kuin 90°. Havainnollistetussa muodossa kulma on noin 76°.The guide portion drills a guide hole 22A having a smaller diameter and length than the bore hole 22. The length of the guide portion 14 is defined as the distance between the foremost portion of the guide portion and the foremost latch knob 18C, in a direction parallel to the centerline CL2 of the latch portion. The length is at least 10 mm and not more than 60 mm, providing good control and good drill life. In this embodiment, the knife knobs comprise a front knob 18A, and the subsequent knobs 18B and 18C (when the drill bit 16 is arranged to rotate to the left during drilling). As best illustrated in Figures 2A to 2C, the knobs are spaced at equal angles around the drilling axis CL1 and are located in sector S having a sector angle Θ. The intervals may in some cases be different, i.e. non-identical. It is noted that the radial arms of the sector pass through the centers of the various extremity knobs 18A and 18C. The angle Θ is less than 120 ° and preferably less than 90 °. In the illustrated form, the angle is about 76 °.

Sen lisäksi että ne ovat kulmasijainniltaan toisistaan erillään, nupit 18A, 18B ja 18C ovat myös aksiaalisesti erillään suhteessa toisiinsa. Jälleen havainnollistetussa muodossa, aksiaalinen siirtymä on vakio, jolloin kukin jäljessä tulevista nupeista 18B ja 18C ovat erillään sitä välittömästi edeltävästä nupista suunnassa, joka on kohti poranterän 16 etupäätä 27. Tällä kulma- ja aksiaalisella etäisyydellä nupit 18A, 18B ja 18C asettuvat linjaan kaarelle, joka muodostaa ruuviviivan PD osan, jonka nousu ja säde ovat vakio, ja jonka nousukulma a kallistuu suhteessa porausakseliin nähden kohtisuorassa olevaan tasoon. Esitetyssä suoritusmuodossa nuppien välinen korkeusero on sama. Aksiaalinen keskinäinen etäisyys voi vaihtoehtoisesti olla erilainen, jotta saadaan enemmän joustavuutta, liittyen esimerkiksi kykyyn toimia hyvin läpäisynopeuksien laajemmalla alueella. Kuten tarkastellaan yksityiskohtaisemmin jäljempänä viitaten kuvioon 3, nousu-kulma a muuttaa porauskärjen läpäisyprofiilia, ja tehokkaimman nousukulman aste riippuu porausolosuhteista ja etenkin läpäisynopeuksista. Nousukulma a on tyypillisesti välillä 5-10°, kun havainnollistettu muoto on noin 8°.In addition to being angularly spaced apart, knobs 18A, 18B and 18C are also axially spaced relative to one another. In the illustrated form, the axial displacement is constant, with each of the subsequent knobs 18B and 18C spaced apart from the immediately preceding knob in the direction toward the front end 27 of the drill bit 16. At this angular and axial distance, the knobs 18A, 18B, and 18C line forms a portion of the helical line PD having a constant pitch and radius and a pitch angle α inclined relative to a plane perpendicular to the drilling axis. In the embodiment shown, the height difference between the knobs is the same. Alternatively, the axial spacing may be different to provide greater flexibility, for example, with respect to the ability to operate well over a wider range of throughput rates. As discussed in more detail below with reference to Figure 3, the pitch angle α changes the penetration profile of the drill bit, and the degree of the most effective pitch angle depends on the drilling conditions and, in particular, the penetration rates. The incline angle? Is typically between 5 and 10 °, while the illustrated shape is about 8 °.

Avarrinnuppien 18A, 18B ja 18C suuntaus on suunniteltu parantamaan poranterän tehokkuutta varsinkin esillä olevassa tapauksessa, jossa avarrinnupit 18A, 18B ja 18C on rajattu sektorikulman Θ muodostamaan pieneen sektoriin. Porauksessa avarrinnupit sekä kierretään (akselin CL1 ympäri) että saadaan iskeytymään kiven pintaan. Kukin isku aikaansaadaan siirtämään poranterä poraus-suunnassa F. Kierto- ja aksiaaliliikkeiden yhdistelmä saa siten avarrinnupit 18A, 18B, ja 18C seuraamaan yleisesti ruuvimaista uraa PC, jonka säde ja nousu ovat vakio, kuten on havainnollistettu kuviossa 3. Odotettu nousu PC voidaan määrittää porausnopeudesta (läpäisy/aika -nopeus) ja poranterän kiertonopeudesta.The orientation of the studs 18A, 18B and 18C is designed to improve the efficiency of the drill bit, especially in the present case, where the studs 18A, 18B and 18C are limited to a small sector formed by a sector angle Θ. In drilling, the knobs are both rotated (around axis CL1) and made to strike the rock surface. Each stroke is accomplished by displacing the drill bit in the drilling direction F. The combination of rotary and axial movements thus causes the bore knobs 18A, 18B, and 18C to follow a generally screw-like groove PC with constant radius and pitch as illustrated in Figure 3. breakthrough / time speed) and drill bit rotation speed.

Muodostamalla avarrinnupit poranterälle osaruuviviivaksi PD, joka on kierretty odotettuun ruuvimaiseen leikkuu-uraan PC nähden vastakkaiseen suuntaan, voidaan saavuttaa tehokkaampi poraus verrattuna järjestelyyn, jossa avarrinnupit on kohdistettu kohtisuorassa porausakseliin nähden. Avarrinnupit kohdistetaan etenkin paremmin leikkuupintaan aikaansaaden, että avartimeen 19 kohdistuvat reaktiovoimat jakautuvat tasaisemmin poikittain kutakin avarrinnupeista (18A, 18B, 18C), kun kunkin nupin on leikattava oleellisesti yhtä suuri kiviviipale. Jos avarrinnupit olisivat kohtisuorassa porausakseliin nähden, etunuppi 18A toimittaisi työn enimmän osan. Siirtämällä avarrinnupit aksiaalisesti määrän D verran (katso kuvio 3), joka on lähellä leikkuuruuviviivan PC nousua, mahdollistetaan lisäksi poranterän liikkuminen yhdenmukaisesti kiven läpi kussakin kierrossa. Etenkin yhden kierroksen lopun ja seuraavan kierroksen alun välillä ei ole merkittävää epäjatkuvuutta. Avartimen siirtyessä kierroksen loppuun, avarrinnupit kohdistuvat kiven pintaan oikeassa asennossa seuraavan kierroksen aloittamiseksi ilman merkittävän suurta rakoa etunupin 18A kierroksen lopussa olevan sijainnin ja leikkuutason kierroksen alussa olevan sijainnin välillä. Aikaisemmin, milloin avarrinnupit sijaitsivat kohtisuorassa porausakseliin nähden, poranterä pyrki "pureutumaan" kivipintaan avartimen siirtyessä kiveen ruuvimaisessa leikkuu-urassaan PC.By forming the hole knobs on the drill bit as a partial screw line PD rotated in the opposite direction to the expected screw cutting groove PC, a more efficient drilling can be achieved as compared to the arrangement where the hole knobs are perpendicular to the drilling axis. Especially, the knobs are better targeted to the cutting surface, causing the reaction forces exerted on the opening 19 to be more evenly transverse to each of the knobs (18A, 18B, 18C) when each knob has to cut a substantially equal slice of stone. If the knobs were perpendicular to the drill axis, the front knob 18A would supply most of the work. In addition, axial displacement of the knob knobs by an amount D (see Fig. 3) close to the pitch of the cutting screw line PC further enables the drill bit to move uniformly through the stone in each rotation. In particular, there is no significant discontinuity between the end of one round and the start of the next round. As the extender moves to the end of the round, the hole knobs are positioned on the stone surface in the correct position to start the next round without a significant gap between the end position of the front knob 18A and the beginning of the cutting plane. Previously, when the knobs were perpendicular to the drill axis, the drill bit tended to "bite" the stone surface as the spacer moved into the stone's screw-cutting groove PC.

On käsitettävä, että samalla kun voidaan saavuttaa optimaalinen suoritus, kun etäisyys D asetetaan ruuviviivan PC nousun prosenttiosuutena (lasket- tuna sektorikulmasta Θ), saavutetaan parannettu suoritus, kun avarrinnuppeihin aikaansaadaan jokin nousu (tai aksiaalisiirtymä) verrattuna järjestelyyn, jossa tällaista siirtymää ei ole. Siten keksintö ei rajoitu tiettyyn etäisyyden D ja odotetun ruuvimaisen leikkuu-uran PC väliseen suhteeseen.It will be appreciated that while an optimum performance can be achieved by setting distance D as a percentage of pitch of the helix PC (calculated from the sector angle suoritus), an improved performance is achieved when an increase (or axial displacement) is achieved in the opening knobs. Thus, the invention is not limited to a particular relationship between distance D and the expected screw-like cutting groove PC.

Poranterän tukemiseksi porausreiässä porauksessa, poranterän ulkopinta 31 sisältää ainakin yhden vastealueen 32, joka käytössä on järjestetty kantautuvaksi vasten porausreiän sisäseinämää myötävaikuttaen siten terän pitämiseen oikeassa suuntauksessaan. Esillä olevassa muodossa vastealue sijoittuu pitkin poranterän 16 pinnan pituutta avarrinosan 19 alla. Alue muodostaa osan porateräksen 11 ympärille sijaitsevaa vaippaa. Muussa muodossa vastealue voi sijaita vain avartimen ulkopinnan osuudella, esimerkiksi välittömästi avarrinnup-pien 18 alla ja/tai lähellä poranterän 16 takapäätä 28.To support the drill bit in the drill hole, the outer surface 31 of the drill bit includes at least one stop region 32 which in use is arranged to be carried against the inner wall of the drill hole, thereby contributing to keeping the blade in the correct orientation. In the present form, the stop area is located along the length of the surface of the drill bit 16 below the bore portion 19. The area forms part of the jacket around the drill steel 11. Otherwise, the stop area may be located only on a portion of the outer surface of the flap, for example immediately below the flute knobs 18 and / or near the rear end 28 of the drill bit 16.

Kuten käsitetään, poikkileikkaus (kohtisuorassa porausakseliin nähden) on sellainen, että ulkopinnan säteittäisetäisyys porausakselista vaihtelee terän ympärillä. Vastealue 32 sijaitsee poranterän pinnan 31 uloimmalla osalla ja on konfiguroitu ulottuvaksi kulmassa porausakselin ympärillä vakiosäteittäisetäisyy-dellä. Säteittäisetäisyys vastaa avarrinosan 19 muodostaman porausreiän 22 sädettä. Tätä havainnollistetaan parhaiten kuviossa 4.As will be understood, the cross section (perpendicular to the drilling axis) is such that the radial distance of the outer surface from the drilling axis varies around the blade. The stop region 32 is located at the outermost part of the drill bit surface 31 and is configured to extend at an angle around the drill axis at constant radial distance. The radial distance corresponds to the radius of the bore 22 formed by the bore portion 19. This is best illustrated in Figure 4.

Vastealue 32 sisältää tyypillisesti kulutuksenkestäviä välineitä, jotta se olisi kovempaa materiaalia kuin terän päärunko. Samalla kun havainnollistetussa muodossa vastealue 32 voi olla yleisesti lineaarinen ulottuen porausakselin ympäri (ja muodoltaan harjanne tai ripa tai vastaava), vastealue ulottuu myös aksiaa-lisesti suhteessa porausakseliin ja on siksi vastepinnan muodossa. Vastepinta voi ulottua avarrinosan etupäästä sen takapäähän vain osan matkaa pitkin pintaa, tai kuten on mainittu edellä, voi olla erillisissä osioissa, muodostaen monta vaste-aluetta.The stop region 32 typically includes wear-resistant means to be made of a harder material than the blade main body. While, in the illustrated form, the stop region 32 may be generally linear extending around the bore axis (and in the form of a ridge or rib or the like), the stop region also extends axially relative to the bore axis and is therefore in the form of a stop surface. The stop surface may extend from the front end of the opening portion to its rear end only a portion of the distance along the surface, or, as noted above, may be in separate portions, forming a plurality of stop regions.

Yksivaiheisen kivipulttauslaitteiston 10 toimintaa esitetään kuvioissa 1A- 1G. Poranterä 16 yhdistetään, esimerkiksi kierretään porateräkselle 11. Po-rauskone kuten standardi porausjumbo pitää poraterästä. Pultti 21 syötetään edullisesti automaattisesti porateräisen ympäri ja sijoitetaan poranterän 16 taakse poraussuunnassa F. Kuviossa 1A ohjausosa 14 tukeutuu pääasiassa vasten kiveä siten, että se lyhyen ajan työstää kivipintaa ympyränkaari-interpolaatiossa. Tällöin ohjausosa 14 löytää oikean keskiönsä ja alkaa porata keskeisesti, kun po-rateräs 11 alkaa samanaikaisesti vaappua ohjausosan keskiviivan CL1 ympäri. Tällöin avarrinosa 19 saa kosketuksen kivipintaan ja alkaa avartaa ohjausosan 14 valmistamaa reikää, kun vastealue 32 sijoittuu vasten porausreiän 22 sisäseinä- mää tukemaan poranterää 16. Hetken päästä pultti 21 saavuttaa reiän ja pakotetaan reikään, kuten esitetään kuviossa 1C. Pultti 21 on yleensä aksiaalisesti erillään poranterästä 16. Pultin 21 halkaisija on edullisesti pienempi kuin porausreiän 22 halkaisija. Poranterä 16 jatkaa kairaamista ja avartaa porausreikää 22, kun po-rauskoneen liitosholkki 26 työntää pulttia eteenpäin, katso kuvio 1D, kunnes eri osien syöttö pysähtyy. Porausreiän 22 syvyys määräytyy oleellisesti pultin 21 pituuden mukaan, eli kun pultin takapäässä sijaitseva aluslevy 23 saavuttaa kiven pinnan tai porausreiän suun, lisäsyöttö pysäytetään, katso kuvio 1E. Porausko-neella on ankkuripultin työnnin. Pultintyönnin on liitosholkki 26 tai niittausvastin, jota käyttää porateräs. Niittausvastin kiertää yleensä yhdessä porateräksen ja pultin kanssa sisäänviennissä. Pultti voidaan kuitenkin esimerkiksi pitää siten, että se ei kierrä sisäänviennissä, esim. mekaanisen ankkuripultin tapauksessa. Niittausvastin voi vääntää ankkuripulttia kun se on täysin sisään vietynä. Niittausvastin voi myös liukua pitkin poraterästä helpottaen mekaanisten vajotuspulttien ja liimattujen pulttien asennusta. Kuvio 1 E esittää ankkuripulttia 21 täysin sisään vietynä, kun porateräs ja poranterä ovat edelleen ankkuripultissa. Työnnin työntää levyä kiven pintaan. Aluslevy voisi olla irtonainen tavanomainen levy, jossa on keskireikä, joka toimii yhdessä kohouman 24 kanssa pultin takapäässä. Tällöin poranterä vedetään ohjausreiästä 22A, katso kuviot 1 F. On edullista, että pultin ja poranterän välinen aksiaalinen tila on suurempi kuin ohjausreiän 22A syvyys siten, että pultin etupää ei vaikuta poranterän takaisin vetoon. Poranterä ja pora-teräs voidaan vetää kokonaan takaisin ja niitä voidaan käyttää uudelleen toistuvia poraustoimintoja varten.The operation of the single-phase stone bolting apparatus 10 is shown in Figures 1A-1G. The drill bit 16 is connected, for example, threaded to the drill steel 11. A drilling machine like the standard drill jumbo holds the drill bit. Preferably, the bolt 21 is automatically fed around the drill bit and positioned behind the drill bit 16 in the drilling direction F. In FIG. 1A, the guide portion 14 rests mainly against the stone so that it briefly processes the rock surface in a circular arc interpolation. The guide portion 14 then locates its correct center and begins to drill centrally as the drill bit 11 simultaneously wobbles around the centerline CL1 of the guide portion. The bore member 19 then contacts the stone surface and begins to widen the hole made by the guide member 14 when the stop region 32 is positioned against the inner wall of the bore hole 22 to support the bore bit 16. After a moment, the bolt 21 reaches the hole and is forced into the bore. The bolt 21 is generally axially spaced from the drill bit 16. The bolt 21 is preferably smaller in diameter than the drill hole 22. The drill bit 16 continues to drill and widen the bore hole 22 as the drill connection sleeve 26 pushes the bolt forward, see Figure 1D, until the supply of the various parts stops. The depth of the borehole 22 is substantially determined by the length of the bolt 21, i.e., when the washer 23 at the rear of the bolt reaches the rock surface or the mouth of the borehole, the auxiliary feed is stopped, see Figure 1E. The drilling machine has an anchor bolt pusher. Bolt insertion is a coupling sleeve 26 or a riveting socket operated by drill steel. The riveting counter generally rotates together with the drill steel and bolt at the inlet. However, for example, the bolt may be held so that it does not rotate at the inlet, e.g. in the case of a mechanical anchor bolt. The riveting bolt can twist the anchor bolt when fully inserted. The riveting bar can also slide along the drill bit for easy installation of mechanical sinking bolts and glued bolts. Figure 1E shows the anchor bolt 21 fully inserted with the drill steel and the drill bit still in the anchor bolt. The pusher pushes the plate to the surface of the stone. The washer could be a loose conventional plate having a central hole that cooperates with the protrusion 24 at the rear end of the bolt. In this case, the drill bit is pulled from the guide hole 22A, see Figs. 1F. It is preferred that the axial space between the bolt and the drill bit is greater than the depth of the guide hole 22A such that the front end of the bolt The drill bit and drill steel can be fully retracted and reused for repeated drilling operations.

Laitteistoa 10 käyttävä kone voi olla yläkairausvasarakone, pelkkä pyörökone tai kairausreikäkalusto.The machine using the apparatus 10 may be a top-tapped hammer machine, a round machine only, or a drill hole tool.

Esillä olevan keksinnön mukainen poranterä aikaansaa hyvän leikkauksen ja ohjauksen ja aikaansaa edullisia poraustuloksia. Tässä viitataan ruotsalaisten patenttihakemusten nro 0 700 383-3 ja 0 700 384-1 esityksiin, joilta esillä oleva hakemus vaatii etuoikeutta. Tässä kuvattuun keksintöön voi kohdistua muita kuin tässä erityisesti kuvattuja variaatioita, muunnoksia ja/tai lisäyksiä ja on käsitettävä, että keksintö sisältää kaikki tällaiset patenttivaatimusten suoja-alaan lankeavat variaatiot, muunnokset ja/tai lisäykset.The drill bit of the present invention provides good cutting and guiding and provides favorable drilling results. Reference is made to the disclosures of Swedish Patent Application Nos. 0 700 383-3 and 0 700 384-1, for which the present application requires priority. The invention described herein may be subject to variations, modifications and / or additions other than those specifically described herein and it is to be understood that the invention encompasses all such variations, modifications and / or additions within the scope of the claims.

Claims

A drill bit (16) rotatable about a geometric shaft (CL1), said drill bit having a conductive end (27) and a subsequent end (28) spaced in the direction of the drill shaft, said drill bit comprising a crown body (25) and a conductive first rocking means (18A) and at least one other subsequent first rocking means (18B, 18C), wherein the conductive rocking means and a subsequent first rocking means are arranged on the crown body and separated from each other at an angle about the drill shaft, characterized in that at least one of the following following first rocking means (18B, 18C) is also axially spaced from the conductive first rocking means (18A) in the direction of the conductive end (27) of the drill bit (16).

2. The drill bit according to claim 1, wherein the first rocking means (18A, 18B, 18C) comprise at least three pins spaced at an angle about the drill shaft (CL1) with the same spacing.

The drill bit according to claim 1, wherein the first rocking means (18A, 18B, 18C) comprise at least three pins which are spaced apart at different angles about the drill shaft (CL1).

4. A drill bit according to claim 1, 2 or 3, wherein each of the following following first rocking means (18B, 18C) is axially spaced in the direction of the conductive end (27) from its immediately preceding first rocking means (18A, 18B). .

The drill bit according to claim 4, wherein the first rocking means (18A, 18B, 18C) comprise at least three pins which are axially spaced relative to each other, the axial distance between each first rocking means (18B, 18C) and its immediate previous first rocking means. (18A, 18B) are the same.

The drill bit according to claim 4, wherein the first rocking means (18A, 18B, 18C) comprise at least three pins which are axially spaced relative to each other, the axial distance between each first rocking means (18B, 18C) and its immediate preceding first rocking means (18A, 18B) are different.

The drill bit according to any preceding claim, in which the angular and axial distances of the first mounting means (18A, 18B, 18C) are such that the first mounting means are arranged on the crown body (25) in an arc of a spiral line (PD) with a substantially constant radius and pitch.

The drill bit according to claim 7, wherein the angle of pitch relative to a plane normal to the drill shaft is in the order of 5 ° -10 °.

The drill bit according to any preceding claim, wherein the first rocking means (18A, 18B, 18C) are arranged around the drill shaft within a sector having a sector angle Θ of less than 120 ° and preferably less than 90 °.

The drill bit according to any preceding claim, wherein the drill bit has a guide part (14) arranged on the drill shaft (CL1) and a space part (19), which space part (19) is offset from the control part (14) and includes an end surface (28) of said first mounting means (18A, 18B, 18C) being arranged and said guide member (14) being axially displaced from said holding member (19) towards said conductive end (27).

11. The drill bit according to any preceding claim, wherein the crown body (25) has an outer surface (31) extending between said conductive and subsequent ends (27, 28), the radial distance of the outer surface (31) relative to the drill shaft (CL1) varies around the crown, and which outer surface (31) incorporates an abutment region (32) forming the outermost radial portion of the outer surface, the abutment region (32) extending at an angle about the drill shaft.

The drill bit according to claim 11, wherein the abutment region (32) extends axially with respect to the drill shaft (CL1) to form a abutment surface.

The drill bit according to any one of claims 1 to 9, which has a guide part (14) arranged on the drill shaft (CL1) and a space part (19), which space part (19) is offset from the control part (14) and includes an end surface on which the first rock machining means (18A, 18B, 18C) are provided, said guide member (14) being axially displaced from the holding member (19) towards the conductive end (27), the crown body (25) having an outer surface (31) extending between said conductive and subsequent ends (27, 28) which radial distance from the outer surface (31) relative to the drill shaft (CL1) varies around the crown, and which outer surface (31) incorporates an abutment area (32) forming the outermost radial portion of the outer surface , wherein the abutment region (32) extends at an angle about the drill shaft and the abutment region (32) is formed on the cavity portion.

The drill bit according to claim 11, 12 or 13, wherein the abutment area (32) includes anti-wear agents.

The drill bit according to claim 11, 12, 13 or 14, in which the abutment region is arranged adjacent the following end (28) of the drill bit.

16. One-stage drilling apparatus in which the drilling and installation of the anchor bolt is carried out simultaneously, including drilling means and an anchor bolt (21), characterized in that the apparatus comprises a one-piece drill bit (16) according to claims 1-15.